Что такое шлифовка коленчатого вала и зачем она нужна?

Шлифовка коленчатого вала — это процесс удаления материала с шатунных шеек с целью восстановления и повторного использования дорогостоящего, но важного компонента двигателя. Обычно это делается при необходимости капитального ремонта двигателя, но у этого процесса есть и другие аспекты, связанные с производительностью.

Для начала давайте рассмотрим анатомию коленчатого вала. Коленчатый вал состоит из следующих частей:

• Основные журналы


• Цапфы стержней


• Рыло (или нос)


• Монтажный фланец маховика


• Бросает


• Противовесы


• Паутина

Основные детали, с которыми мы работаем при шлифовке, — это цапфы, как основные, так и стержневые.

В процессе восстановления будет определено, соответствуют ли опорные поверхности допустимым допускам и можно ли использовать их в таком виде или их необходимо отшлифовать. Существует несколько причин, по которым может потребоваться механическая обработка:

• Если поверхность журнала изношена и стала неровной


• Если журнал не круглый


• Если стержень не квадратный (диаметр на обоих концах стержня одинаковый)


• Также можно отшлифовать, чтобы сделать более выразительный штрих (это тема для отдельного ответа, поэтому не будем вдаваться в подробности)

Если принято решение повторно использовать коленчатый вал, но для его работы потребуется механическая обработка, то механик сошлифует часть верхнего слоя шейки, чтобы она снова стала гладкой. Обычно (в мире SAE) снимается слой толщиной 0,010 дюйма (обычно 0,010 дюйма, 0,020 дюйма или 0,030 дюйма — в зависимости от степени износа шейки). После того как брусок отшлифован до размеров, необходимых для процесса, выполняется финишная полировка брусков. Для этого используется длинный круглый кусок наждачной бумаги. Процесс выглядит следующим образом:

Коленчатый вал вращается в противоположном направлении, и наждачная бумага соприкасается с шейкой. В результате на коленчатом валу образуется сверхгладкая поверхность, которая снижает трение и повышает общую мощность и крутящий момент.

Чтобы коленчатый вал снова заработал в двигателе, вам нужно освободить лишнее пространство, которое было занято в процессе. Для этого используются подшипники меньшего размера (меньшего, потому что вы уменьшаете шейку, а не увеличиваете её — подшипники подбираются с отрицательными значениями). Подшипники подбираются таким образом, чтобы обеспечить надлежащие зазоры для подачи масла при новом диаметре шейки.

Основная причина шлифовки коленчатого вала указана выше, но есть и другие преимущества.

Во-первых, да, это действительно снижает общий вес коленчатого вала, но в целом разница не так уж велика. Если бы вы хотели уменьшить вес, то сделали бы что-то вроде сверления штифтов и других вещей, которые лучше оставить для другого вопроса.

Во-вторых, отшлифуйте шейки и уменьшите их общий размер. Уменьшив размер, вы сократите площадь поверхности. Сокращение площади поверхности уменьшит потери на трение, возникающие на шейках. Эту разницу можно измерить на динамометрическом стенде. Если вы занимаетесь сборкой двигателей и прилагаете максимум усилий, то это определенно то, на что стоит обратить внимание, чтобы повысить эффективность и, следовательно, увеличить мощность и крутящий момент.

В-третьих, в процессе шлифовки углы шатунных шеек становятся более закруглёнными. Это делает коленчатый вал прочнее за счёт уменьшения напряжения в углах.

Есть и другие причины, которые я, возможно, не упомянул, но, думаю, я должен был ответить на ваш вопрос.

Коленчатый вал изнашивается в процессе эксплуатации. После большого пробега зазор между валом и подшипником становится слишком большим. Чем больше зазор, тем ниже давление масла и хуже смазка. Из-за этого он изнашивается ещё быстрее.

Вы можете отшлифовать коленчатый вал, распределительный вал или любой другой вал, чтобы вернуть ему круглую форму, если он износился. Вы заменяете подшипники на более толстые/увеличенные, чтобы коленчатый вал снова плотно прилегал к подшипникам. Вал становится немного слабее, но незначительно. Это не влияет на безопасность или прочность. Это можно сделать с коленчатыми валами, распределительными валами, цилиндрами (хотя здесь названия немного другие) и многим другим.

Если вал сильно изношен и его невозможно отшлифовать, сохранив достаточную прочность, его просто нужно заменить. Что касается коленчатых и распределительных валов, их всё равно выгодно шлифовать, потому что они, как правило, очень дорогие. Например, никто не будет шлифовать вал водяного насоса, если только речь не идёт об очень особенном автомобиле.